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摘要:菌種管理系統的開發順應了生物安全管理和建設的要求，提高了保藏管理水平，規范了菌種管理，在進一步發揮菌種資源作用，促進傳染病防治和科研教育工作中起到了重要的作用。運用無線射頻識別(RFID)智能定位技術開發菌種信息管理系統，對菌種的信息化管理模式進行分析，對菌種保藏管理系統的開發和應用提供了依據。菌種管理系統設計已初見成效，能較好地實現菌種管理信息化。
關鍵詞:菌種管理;信息化;生物安全
信息技術和互聯網的飛速發展，大數據庫的分析技術和通信技術作為新興管理手段，已越來越多地用于人員、材料、生物安全、實驗室設備的管理。隨著傳染疾病防治、科研和生物產業的發展，使用病原微生物的機會大大增加，無序使用和保存病原微生物的現象時有發生，存在嚴重的實驗室生物安全隱患，規范病原微生物菌(毒)種保藏管理迫在眉睫。但采用傳統的管理模式難以做到準確、嚴密、有效、安全［1－2］。本研究旨在探索利用無線射頻識別技術(RFID)開發出菌種管理信息系統［3］，便于菌種的管理，更好地實現精確定位、預警設置、可追溯性等管理功能，極大的保障了生物安全。
1傳統保藏管理的弊端
目前，國內微生物的保藏管理還沒有完全實現信息化，與其他行業管理手段的高效信息化相比，已嚴重滯后。大量有價值的微生物仍依靠傳統的人工方式進行保藏管理，存在很大的弊端:①需要花費大量的人力對菌種進行密切觀察和監控;②人員的流動性大，容易造成大量有價值的菌種或信息的丟失;③人工操作的誤差較大，容易出現各種各樣的失誤，導致菌種信息混亂，失去價值;④查找所需的菌種費時耗力。此外，采用傳統紙質，或者手工輸入電腦對菌種進行管理的方式，菌種信息的記錄有限，因大量信息無法記錄，使保存的菌種失去了一定的價值［4］。
2管理系統的構建
采用軟、硬件結合，融合網絡技術、計算機編程技術、傳感技術等建立一個智能菌種保藏系統，可以實現實時精確定位追蹤，保證管理工作的連續性和可追溯性;樣本信息采集自動化，并具有預警等功能。
2．1硬件條件
菌種智能定位信息管理系統的硬件主要采用RFID技術，即射頻識別技術，是一種非接觸式的自動識別技術，俗稱“電子標簽”，它通過射頻信號自動識別目標對象并能獲取相關數據［5］。RFID技術具有快速掃描，體積小，形狀多樣化，抗污染力，耐久，可重復使用，穿透性強，無屏障閱讀，數據記憶容量大，安全性等優點［6］。目前已廣泛適用于圖書館、門禁系統和食品安全溯源等領域［7－8］。將菌種的重要信息與互聯網實現信息交互，方便識別和管理。菌種智能定位信息管理系統中RFID技術主要應用于樣本電子標簽及機柜上。2．1．1樣本管(帶有RFID電子標簽)。材質為PVCTAG，頻率為125KHz，芯片類型為EM4102，256比特容量，PVC塑料片封裝形式，不會造成樣本污染。將菌種裝在附有電子標簽的樣本管里，賦予菌種唯一編碼，方便識別。當樣本管里菌種出庫后，樣本管可以重復使用，節約資源。2．1．2標簽發放讀寫器。采用125kHz的桌面式讀寫器，固定于特定位置，與安裝系統軟件的計算機連接，用于簽發樣本管，并能讀取樣本管的信息。2．1．3樣本保藏柜。每個保藏柜有20個抽屜，每個抽屜有100個保藏位，也可根據需要進行定制。抽屜采用一體化PCB板設計，保證定位的精確，讀寫可靠性。具有防塵、防水功能。對于存取的試管及待領取試管具有屜內直接智能化提醒，對于錯誤存取試管直接提示。對抽屜的開關狀況也可自動偵測，并與計算機聯網，發出警告信息。2．1．4樣本保藏柜控制設備。通過RJ45與服務器通訊，便于信息傳輸和布線。同時控制20個抽屜的通訊及控制，并起到聲光報警功能。采用0．6mm的優質冷軋鋼板，靜電粉沫噴塑，無有機溶液，無污染。2．1．5服務器。用于儲存該系統所有的信息數據，與計算機進行信息交互。
2．2軟件要求
菌種智能定位信息管理系統是菌種所有信息數據集中管理的平臺，所有功能都通過該系統實現，菌種信息管理系統可以實現系統管理、查詢統計和菌種管理等功能［9］，并與中心辦公管理系統無縫對接。2．2．1系統設置功能模塊。包括用戶管理、操作日志、消息查詢、消息權限、機柜管理等功能。用戶管理可以進行用戶設置及用戶權限管理;操作日志用來查看所有登陸系統人員的操作痕跡;消息查詢功能可以使用戶查詢發送給自己的消息;消息權限功能只有管理員能夠進入，進行消息權限設置。機柜管理功能和機柜設置功能是維護人員對機柜進行的管理和維護的設置。系統設置功能模塊可以對整個系統運行的參數和基礎數據進行配置，只有系統管理者才能進行操作，是整個系統運作的基礎。2．2．2菌種管理功能模塊。包括菌種目錄、信息管理、菌種簽發、菌種入庫、訂單管理、菌種出庫、庫存查詢、菌種銷毀、銷毀登記等功能。進入相應的功能區可執行對菌種的簽發、入庫、出庫以及管理維護，是系統運行的核心，也是對菌種進行管理的重要途徑。2．2．3查詢統計功能模塊。包括入庫查詢、出庫查詢、庫存查詢、異常查詢、報廢查詢、狀態查詢功能。可以查詢出入庫、現存菌種的種類和數量，內容實時更新統計，是菌種管理中的重要內容。
3菌種智能定位信息管理系統運行流程
菌種智能定位信息管理系統工作流程主要體現在菌種入庫的信息錄入、簽發、存放和統計。
3．1菌種信息錄入
這是菌種入庫的第一個步驟，在菌種信息管理系統中輸入菌種所有的信息，賦予每株菌種唯一的保藏編號。菌種信息錄入是整個流程中最重要的步驟，直接決定菌種的保藏。
3．2菌種簽發
用RFID技術給每個菌種附上唯一編碼。用讀卡器對菌種管進行掃描，將簽發數據保存到數據庫并完成凍存管卡號與菌種信息的綁定。
3．3菌種存放和定位
將附有標簽的菌種管擺放在特制的菌種柜里，菌種柜對所存放的菌種信息進行掃描定位，及時上傳系統，系統可方便地查詢到該菌種的存放位置等相關信息。使菌種的存放過程變得更高效和更安全，避免了錯放、漏放的可能。
3．4系統報警
當有些菌種出現問題時，系統會進行自動檢測，然后給出一個移除的時間，如果超過規定時間還沒有處理，系統會自動發出移除報警。而當菌種被多拿或者錯拿時，系統也會發出錯拿報警，工作人員可以及時發現，使保藏工作更有序和更高效。
3．5統計和查詢
當需要查詢某種菌種的信息時，只需要在查詢模塊搜索一欄輸入相對應的菌種編號和名稱，就可查詢到該菌種所有相關的信息以及具體的位置。查詢統計功能模塊實現了菌種入庫信息、出庫信息及庫存信息的統計，制作匯總報表，便于直觀地了解菌種庫菌種保藏情況。
4管理系統應用效果分析
菌種智能定位信息管理系統實現了菌種管理的信息智能化，使菌種管理更便捷、準確、嚴密、有效、安全。
4．1菌種定位精確，減少人工誤差
在菌種信息管理系統中，存放入庫的每個菌株的定位精確到由庫－機柜－抽屜－行列。在菌種入庫或移位過程中，可以有效地減少人為因素帶來的誤差，使菌種管理更科學，信息更準確。
4．2系統預警設置，使管理更便捷
該系統設置了多項預警功能，為每個菌種都設置了相應的保存期限，查看系統可看到超期菌種的情況，以便及時更新。此外，每個菌株都有安全數量警報，若菌株低于一定的數量，系統便會提示，提醒工作人員及時補充。
4．3保證菌種管理的安全性
通過特殊的技術設置，可以實現對菌種的安全管理，菌種的領用需要授權后才能打開相應的抽屜，操作人員所有的操作都可追溯，設有菌種保藏狀態和待領用菌種燈光提示，錯領的聲光報警等。
4．4信息化手段保證菌種管理的連續性
傳統的菌種管理方法，工作人員的流動性會造成菌種的信息的丟失，不能保證菌種在信息和管理上的連續性，也不具備可追溯性。但該管理系統解決了這些問題，菌種的所有信息都存儲在服務器中，并不受人員流動的影響，也可以更好地實現菌種信息和數量的統計查詢。目前菌種智能定位信息管理系統實現了菌種管理信息化、智能化。方便了工作人員的操作和管理，不會再因為人員變動帶來的信息丟失的現象［10］。在生物安全方面也符合國家生物安全管建形勢的要求，保障了所保藏菌種的安全。隨著菌種保藏要求不斷的提高，系統還有待開發更多新的功能，不斷地完善，使菌種管理更安全、更智能，為實現病原微生物資源共享、有效利用和深入研究奠定基礎。
作者:傅明慧 喬喬 楊華富 單位:江蘇省疾病預防控制中心